CN102405741A

CN102405741A - 一种克隆植物的灌溉方法

Info

Publication number: CN102405741A
Application number: CN2010102897827A
Authority: CN
Inventors: 姜闯道; 毛舒燕; 巩玥; 石雷
Original assignee: Institute of Botany of CAS
Current assignee: Institute of Botany of CAS
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2012-04-11

Abstract

本发明公开了一种克隆植物的灌溉方法。该方法包括如下步骤：对克隆植物中的任一单株进行灌溉，从而实现对所述克隆植物中全部单株的水供应。本发明方法简便易行，通过减少灌溉面积，提高单位面积水分利用效率，解决了克隆植物如草莓栽培过程中灌溉面积大、用水量大的难题，为克隆植物栽培技术提供了一种行之有效的的节水灌溉法。为克隆植物的栽培技术提供了一种行之有效的的节水灌溉法。此法也将有助于提高克隆植物草莓在水资源缺乏、电力资源落后的区域广泛栽培的可能性。

Description

一种克隆植物的灌溉方法

技术领域

本发明涉及一种克隆植物的灌溉方法。

背景技术

克隆植物是自然条件下能够进行无性繁殖以实现种群增长的一类植物，其繁殖体形成许多独立分株，并由横生茎或根状茎相互连接形成一群互相联系的无性系株。

克隆植物种类繁多，在自然界中广泛存在，并与人类社会生活有密切关系。例如，漆树科火炬树是环境美化和风景林营建的优良树种之一；观赏类的鸢尾属植物，种类丰富、花姿花色多变，亦是园林中重要的宿根花卉；此外，园林景区常见的玉簪，既具有极高的观赏价值，又有较强的吸收二氧化硫和氟化氢的能力，因此在城市栽培中有重要意义；另外，萱草属植物在满足蔬菜市场和药材市场需求的同时对城市绿化也有着重要起作用。随着人们对城市生活的绿化需求以及植物观赏的审美需求日益增长，克隆植物在城市、生活中的作用也愈加凸显。

除了观赏植物，日常生活中最常见的克隆植物就是草莓。草莓浆果鲜红艳丽，柔嫩多汁，香味浓郁，甜酸适口，深受各地人民喜爱。草莓营养十分丰富。据测定，每100克草莓果肉维生素含量高达C 50-100毫克，比苹果、葡萄高7到10倍。除可防治坏血病外，对养颜美白，保持皮肤弹性有显著效果；同时，草莓含有丰富的维生素B1、B2、C、PP以及钙、磷、铁、等人体必需的矿质元素，有利于促进消化吸收，并可清肝明目，对老人、儿童大有裨益。

由于深受人们喜爱，草莓等克隆植物广泛存在于我国各地，在我国南北方均有栽培。但克隆植物须根数目多，分株多，叶片生长速度快，因此需水量相当大。据统计，每株草莓在生长发育期需水量约为15升左右，每亩一万株草莓，生长发育期需水则达150吨。由于克隆植物能够在短时间内繁殖大量分株，占领较大空间，所以由灌溉面积大而造成的用水量大问题是克隆植物如草莓栽培过程中的一大难题。如何有效减少灌溉面积，以较低限度的用水量获得较大产量，较大限度地提高单位灌溉水量的植物产量问题一直是大多数人共同关注的焦点。实际应用中，草莓大多数在大棚中采用盆栽的方式栽培的。

针对这一问题，我国在农业生产上推出了很多节水灌溉技术。目前主要推广应用的节水灌溉形式有渠道防渗、低压管灌、喷灌、微灌等。其主要措施都是通过铺设管道、运用喷灌机进行大面积灌溉。但是这些工程投资较高，需要大量人力、电力资源，在我国很多电力资源落后、经济欠发达地区并不能得到良好实施。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种克隆植物的灌溉方法。

本发明所提供的克隆植物的灌溉方法，包括如下步骤：对克隆植物中的任一单株进行灌溉，从而实现对所述克隆植物中全部单株的水供应。

上述方法中，所述克隆植物中共有两个单株。

上述方法中，所述克隆植物的两个单株由匍匐茎连接。上述方法中，所述克隆植物为草莓。

实验证明：向干旱中的克隆植物草莓克隆系统中的任一分株浇水时，水分即可通过匍匐茎传递到其他分株，从而达到整株植物水分共享的目的，保证整株草莓均得到良好生长。采用此方法灌溉能够使克隆植物利用较少的水分保持较好长势。

本发明方法简便易行，通过减少灌溉面积，提高单位面积水分利用效率，解决了克隆植物如草莓栽培过程中灌溉面积大、用水量大的难题，为克隆植物栽培技术提供了一种行之有效的的节水灌溉法。为克隆植物的栽培技术提供了一种行之有效的的节水灌溉法。此法也将有助于提高克隆植物草莓在水资源缺乏、电力资源落后的区域广泛栽培的可能性。

附图说明

图1为草莓克隆生长示意图。

图2为克隆单株示意图。

图3为实验处理设计图。

图4为实施例1不同处理草莓各项生长指标对比。

图5为实施例2不同处理草莓各项生长指标对比。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中的植物是草莓(Fragaria ananassa Duchesne)。草莓植株购自北京市林业果树研究所。草莓克隆生长示意图如图1所示。

土壤相对含水量测定：采用称重法测定，每个处理测3个重复。实验前，给各盆浇透水，待各盆没有水分从盆底流出时，称取各盆的饱和鲜重，然后定期称取盆重，根据实验前测得本实验土壤的饱和含水量，计算得出各盆的干重，最后根据公式：土壤相对含水量＝(鲜重-干重)/(饱和鲜重-干重)×100％，计算得到各盆的土壤相对含水量。

叶片相对含水量测定：选取植株中层受光良好的功能叶作为测定叶片。每个处理选3盆，每盆选2片功能叶进行测定。叶片相对含水量采用称重法测定，取下离体叶片，立即称出鲜重，然后浸入蒸馏水中，浸泡12h，饱和至恒重，取出擦干，称出饱和鲜重，放入烘箱105℃杀青15min，然后85℃烘干12h，取出称干重。用公式LRWC＝(鲜重-干重)/(饱和鲜重-干重)×100％，求得叶片相对含水量。每个处理测3个重复。

叶片水势测定：采用HR-33T露点微伏压计测量(Wescor，USA)，用打孔器打下叶圆片(直径6mm)，立即放入叶室中，拧紧叶室，平衡1h后测量。同时记录μV值和温度，用公式：校正读数＝实际测定读数/(0.325+0.027T)，校正为25℃时的读数，然后除以-0.75得到水势值(Pa)。每个处理测3个重复。

净光合速率测定：采用LI-6400(LI-COR，USA)，在上午8:00到11:00之间，叶片没有发生光抑制之前，选取植株中层受光良好的功能叶进行测定。测定时避开主脉。采用外置光源，设定光强为1000μmol·m^-2·s^-1(饱和光强)，温度在28～33℃之间，湿度在40～80％之间，大气CO2浓度在360～400μmol/mol CO2之间。测得净光合速率等参数。每个处理测6个重复。

下述实施例中栽培草莓的基质及条件如下：

培养基质：草炭土和沙子4∶1(体积比)混匀。

培养条件为：在自然条件下栽培但是遮雨。

培养盆大小为(直径28cm×高27cm)。

下述实施例中使用的肥料是NPK三元素复合肥(缓释肥)，购自中国农业科学院。

实施例1、克隆系统中丰水单株缓解相连干旱株水分胁迫

实验设计如图3A。

一、方法

每盆栽一棵草莓植株(记作母株)，用如上培养基质，在如上栽培条件下培养，培养两个月后，植株开始抽生匍匐茎，把新抽生的一根匍匐茎压入新盆培养基质，去除其他抽生匍匐茎；对于母株和新抽生的匍匐茎均继续用如上培养基质，在如上栽培条件下培养，两个月后，匍匐茎上长出株高20cm、且具有5片以上复叶的分株，如此得到两个通过匍匐茎相连的单株(图2)。在此期间，均进行正常的水肥管理(即每2天浇一次水至浇透，株高20cm左右时施肥一次)。

挑选生长均一、并有匍匐茎连接的实验单元(即一个母株与一个分株构成一个实验单元)作为实验材料，然后分成两个实验处理组，一组保持匍匐茎的连接状态，即为连接组(母株和分株通过匍匐茎连接)；一组则把匍匐茎剪断，即为剪断组(母株和分株没有连接)。对所有组的母株进行控水(即自然干旱处理，不浇水)，分别标记为连接组控水株、剪断组控水株；对所有组的分株正常浇水(即每2天浇一次水至浇透)，分别标记为连接组非控水株、剪断组非控水株。如图3所示。在如上培养条件下继续培养10天。分别于实验的第0天、4天、8天检测如下指标：土壤相对含水量、叶片相对含水量、叶片水势、净光合速率。将各生长指标进行比较。

实验设6个重复，结果取平均数。

二、实验结果

结果如图4所示。图4中1表示连接组控水株，2表示剪断组控水株，3表示连接组非控水株，4表示剪断组非控水株。

土壤相对含水量：连接组控水株100.00％、66.53％、43.80％、剪断组控水株100.00％、60.22％、43.10％、连接组非控水株100.00％、94.99％、86.53％、剪断组非控水株100.00％、95.35％、92.52％。

叶片相对含水量：连接组控水株95.43％、92.16％、89.66％、剪断组控水株95.17％、93.53％、47.50％、连接组非控水株95.94％、94.16％、91.46％、剪断组非控水株95.14％、92.10％、91.27％。

叶片水势：连接组控水株-0.6888MPa、-1.180MPa、-1.852MPa、剪断组控水株-0.6888MPa、-1.40MPa、-2.340MPa、连接组非控水株-0.6444MPa、-0.8916MPa、-1.040MPa、剪断组非控水株-0.6666MPa、-0.8223MPa、-0.9992MPa。

净光合速率：连接组控水株15.38μmol·m^-2·s^-1、9.940μmol·m^-2·s^-1、3.310μmol·m^-2·s^-1、剪断组控水株15.81μmol·m^-2·s^-1、6.806μmol·m^-2·s^-1、-0.1415μmol·m^-2·s^-1、连接组非控水株15.38μmol·m^-2·s^-1、16.09μmol·m^-2·s^-1、13.43μmol·m^-2·s^-1、剪断组非控水株16.21μmol·m^-2·s^-1、13.78μmol·m^-2·s^-1、13.40μmol·m^-2·s^-1。

在相同的水分胁迫条件下，连接组干旱处理的叶片相对含水量、水势显著高于剪断组，且净光合速率要比剪断组高15％。说明：在有匍匐茎连接的情况下，水分可能通过匍匐茎从正常浇水的分株传递到相连的干旱处理分株内，以保证其有足够水分进行光合作用、从而维持生长。

实施例2、克隆系统中丰水株干旱加剧相连干旱株水分胁迫

实验设计如图3B。

一、克隆系统中丰水株干旱加剧相连干旱株水分胁迫的步骤

挑选生长均一、并有匍匐茎连接的实验单元作为实验材料(即一个母株与一个分株构成一个实验单元)，然后分成两个实验处理组：连接1组、连接2组。

实验第一阶段，对所有组的母株进行控水(不浇水，自然干旱处理)，分别标记为连接1组初期控水株、连接2组初期控水株；对所有组的分株正常浇水(即每2天浇一次水至浇透)。4天后进入实验第二阶段，其中连接1组处理同前4天；连接2组初期非控水株也进行控水处理(即自然干旱处理，不浇水)，标记为连接2组中期控水株。分别于实验的第0天、4天、8天检测如下指标：土壤相对含水量、叶片相对含水量、叶片水势、净光合速率。将各生长指标进行比较。

实验设6个重复，结果取平均数。

二、实验结果

结果如图5。图5中，1表示连接1组初期控水株，2表示连接2组初期控水株，3表示连接1组非控水株，4表示连接2组中期控水株。

土壤相对含水量：连接1组初期控水株100.00％、66.42％、43.80％、连接2组初期控水株100.00％、66.53％、42.90％、连接1组非控水株100.00％、93.99％、85.72％、连接2组中期控水株100.00％、94.99％、60.72％。

叶片相对含水量：连接1组初期控水株95.43％、91.97％、89.38％、连接2组初期控水株95.43％、92.16％、88.76％、连接1组非控水株95.94％、94.04％、90.95％、连接2组中期控水株95.94％、94.16％、88.43％。

叶片水势：连接1组初期控水株-0.6789MPa、-1.179MPa、-1.802MPa、连接2组初期控水株-0.6889MPa、-1.327MPa、-1.956MPa、连接1组非控水株-0.6394MPa、-0.9017MPa、-1.139MPa、连接2组中期控水株-0.6444MPa、-0.8917MPa、-1.353MPa。

净光合速率：连接1组初期控水株15.41μmol·m^-2·s^-1、9.825μmol·m^-2·s^-1、3.239μmol·m^-2·s^-1、连接2组初期控水株15.38μmol·m^-2·s^-1、9.941μmol·m^-2·s^-1、0.5983μmol·m^-2·s^-1、连接1组非控水株15.40μmol·m^-2·s^-1、15.79μmol·m^-2·s^-1、13.25μmol·m^-2·s^-1、连接2组中期控水株15.38μmol·m^-2·s^-1、16.09μmol·m^-2·s^-1、7.492μmol·m^-2·s^-1。

结果显示前4天处理的结果趋势同实例一中连接组趋势保持一致。而从第4天开始，将连接2组的初期非控水株进行控水处理以后，连接2组初期控水株、中期控水株各分株水势、叶片含水量、土壤相对含水量、净光合速率均低于相对应的连接1组分株(仅过了4天，时间较短。只能体现出差异的趋势，即连接2组中期控水后母株分株均有所下降。)。说明：当停止向分株供水时，该分株向相邻干旱分株的水分传递减少，相邻干旱分株得不到充足的水分导致水分胁迫加剧。

统计果实情况。

与实施例1中的剪断组非控水株相比，实施例1中的连接组的控水株的单株结草莓果实个数无显著差异；与实施例1中的剪断组非控水株相比，连接组的控水株的单株结草莓果实的重量是其4/5。

与实施例1中的剪断组非控水株相比，实施例2中的连接1组的控水株上单株结草莓果实个数无显著差异；与实施例1中的剪断组非控水株相比，实施例2中的连接1组的控水株上单株结草莓果实的重量是其4/5；

实施例2中的连接2组的初期控水株、实施例2中的连接2组的中期控水株与实施例2中的连接1组的控水株的结果无显著差异。

分析结论，克隆植物草莓分株间的匍匐茎可以传递水分。只要保证一个分株得到水分，即使其他分株处于干旱的环境中，也可以经由匍匐茎传递水分产生水分共享，从而维持整株植物正常生长。

综上所述，在水资源不充足的情况下仅向克隆植物草莓某一分株进行灌溉，即可维持整株植物良好生长。此法简便易行，可以较大程度上减少灌溉面积，节省灌溉用水量，从而实现节水的目标，是克隆植物如草莓栽培技术中一种行之有效的节水灌溉法。

Claims

1.一种克隆植物的灌溉方法，包括如下步骤：对克隆植物中的任一单株进行灌溉，从而实现对所述克隆植物中全部单株的水供应。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述克隆植物中共有两个单株。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述克隆植物的两个单株由匍匐茎连接。

4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：所述克隆植物为草莓。